低溫油洗開車工藝參數(shù)探索與優(yōu)化

屈 飛

(山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長治 046200)

引 言

煤制油工藝中低溫油洗裝置的目的是對費(fèi)托合成裝置產(chǎn)出的脫碳凈化氣、汽提塔頂輕質(zhì)石腦油和壓縮機(jī)凝液進(jìn)行處理，制得產(chǎn)品LPG、油洗干氣和油洗石腦油。主要是利用低溫吸收、高溫解吸和蒸餾原理。用到的主要設(shè)備有離心泵、緩沖罐、換熱器、空冷器、油水分離器、急冷器、吸收塔、脫吸塔、穩(wěn)定塔和再生塔。工藝原理和使用的設(shè)備并不復(fù)雜，但是在開車初期LPG指標(biāo)不易調(diào)整。經(jīng)過對低溫油洗的工藝參數(shù)不斷的探索和優(yōu)化，最終產(chǎn)出合格LPG，并提高了LPG的收率。

1 開車初期遇到的問題

低溫油洗單元操作參數(shù)的選擇，會直接影響LPG產(chǎn)品指標(biāo)和產(chǎn)量，影響脫碳凈化氣中C3+組分的回收率和油洗干氣指標(biāo)，限制了本單元脫碳凈化氣的接氣量。

低溫油洗單元開車初期，各項(xiàng)操作指標(biāo)均按照設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行操作控制，但是油洗LPG組分中C3+C4摩爾分?jǐn)?shù)一直在85%～91%波動，x(C2)>3%。指標(biāo)長期不合格[x(C3+C4)≥95%，x(C2)<3%]，LPG日產(chǎn)量僅有80 t～100 t。脫碳凈化氣中C3和C4的回收率僅為45%～50%，低于設(shè)計(jì)值85%。

LPG產(chǎn)品的分析結(jié)果如表1所示。

表1 LPG產(chǎn)品的分析結(jié)果

2 原因分析

2.1 進(jìn)料分析

通過將原料組分的分析結(jié)果與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對比可以看出，進(jìn)料中乙烷和乙烯的摩爾分?jǐn)?shù)為1.12%，設(shè)計(jì)值為1.72%。進(jìn)料中輕組分含量符合設(shè)計(jì)要求，說明進(jìn)料不是影響產(chǎn)品指標(biāo)的主要原因。

2.2 吸收塔吸收效果分析

通過將油洗干氣組分分析結(jié)果與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對比，吸收塔的吸收效果剛好能使C2以上的摩爾分?jǐn)?shù)滿足油洗干氣的指標(biāo)。說明吸收塔的吸收效果滿足要求。

2.3 脫吸塔運(yùn)行參數(shù)

從第92頁表2可以看出，脫吸塔頂?shù)膲毫ι黄饋?，原因是C2脫吸不出去，導(dǎo)致C2被送到穩(wěn)定塔，增加穩(wěn)定塔負(fù)荷，最終導(dǎo)致LPG中C2含量超標(biāo)，這是其主要原因。

2.4 穩(wěn)定塔運(yùn)行參數(shù)

從第92頁表3可以看出，穩(wěn)定塔頂溫度降不下來，塔頂回流罐壓力升不起來，回流比降不下來。這也是其主要原因。

表2 脫吸塔參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)比較

表3 穩(wěn)定塔運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)對比

通過以上分析，LPG指標(biāo)不合格的原因有以下幾個方面：

1) 脫吸塔的壓力升不起來，導(dǎo)致石腦油中乙烷脫除不盡。

2) 穩(wěn)定塔塔頂溫度降不下來，會導(dǎo)致LPG中戊烷超標(biāo)。

3) 穩(wěn)定塔頂壓力升不起來，也會導(dǎo)致LPG中戊烷超標(biāo)。

4) 穩(wěn)定塔回流罐壓力升不起來，導(dǎo)致塔頂回流量提不起來。穩(wěn)定塔頂溫度降不下來。

5) 穩(wěn)定塔頂回流比較大，導(dǎo)致LPG收率低。

3 采取措施

3.1 脫吸塔頂壓力調(diào)整

為了使脫吸塔頂?shù)膲毫ι?，通過不斷提高塔底溫度和調(diào)節(jié)塔頂?shù)呐艢庹{(diào)節(jié)閥。塔底溫度從236 ℃緩慢升到250 ℃以上后，脫吸塔頂?shù)膲毫τ?.9 MPa升到2.3 MPa，確保輕組分大部分被脫除出去。

3.2 穩(wěn)定塔塔頂壓力的調(diào)整

首先，升高塔底溫度。塔底溫度從228 ℃，緩慢升高到240 ℃以上。同時，通過開大塔頂熱旁路的調(diào)節(jié)閥，最終使塔頂壓力升高，達(dá)到設(shè)計(jì)值。由于塔頂壓力與冷熱旁路是分程控制，所以開大熱旁路調(diào)節(jié)閥的同時，冷旁路會關(guān)小相同的開度。為了不影響LPG收率，最后把分程控制取消，改為單獨(dú)控制，這樣熱旁路和冷旁路的調(diào)節(jié)閥可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制，相互不會有影響。

3.3 穩(wěn)定塔頂回流罐的壓力調(diào)整

通過排查原因發(fā)現(xiàn)，回流罐頂不凝氣去放空的調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏，且內(nèi)漏量較大。所以，將調(diào)節(jié)閥的前、后手閥關(guān)死，通過副線手閥控制。最終回流罐壓力可以達(dá)到設(shè)計(jì)值1.40 MPa～1.45 MPa。

3.4 穩(wěn)定塔頂溫度調(diào)整

穩(wěn)定塔塔頂溫度主要是通過增加塔頂回流量來控制。但由于穩(wěn)定塔頂熱負(fù)荷較大，一臺回流泵很難將塔頂溫度控制在80 ℃以下。通過啟動2臺回流泵可以控制塔頂溫度。

4 調(diào)整后達(dá)到的效果

1) LPG組分中C3+C4摩爾分?jǐn)?shù)穩(wěn)定維持在95%以上，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。LPG產(chǎn)品的合格率由之前的58%增加到87%。

2) 脫碳凈化氣中C3、C4組分回收率達(dá)到87%。LPG產(chǎn)品的合格率由之前的58%增加到87%。LPG的日產(chǎn)量維持在150 t以上，日增產(chǎn)50 t以上，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

隨著全國煤化工產(chǎn)業(yè)的增多，低溫油洗工藝也會廣泛運(yùn)用到脫碳?xì)獾幕厥绽煤蚉SA氫氣生產(chǎn)中。本文主要總結(jié)了低溫油洗工藝開車時工藝參數(shù)的探索和優(yōu)化，希望對以后的低溫油洗裝置開車具有借鑒作用。